JP6676833B1 - 液晶表示素子用シール剤の製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、接着性、透湿防止性、及び、低液晶汚染性に優れる液晶表示素子用シール剤を提供することを目的とする。また、本発明は、該液晶表示素子用シール剤を用いてなる上下導通材料及び液晶表示素子を提供することを目的とする。本発明は、(A)硬化性樹脂とラジカル重合開始剤とを含有する液晶表示素子用シール剤であって、前記硬化性樹脂は、水素結合性官能基価が0.0030mol/g以上であり、分子量が500以上1200以下であり、エポキシ基を有さず、1分子中に3つ以上の芳香環を有する(メタ)アクリル化合物、及び/又は、(B)水素結合性官能基価が0.0030mol/g以上であり、分子量が500以上1200以下であり、1分子中に3つ以上の芳香環を有する部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂を含む液晶表示素子用シール剤である。

Description

本発明は、接着性、透湿防止性、及び、低液晶汚染性に優れる液晶表示素子用シール剤に関する。また、本発明は、該液晶表示素子用シール剤を用いてなる上下導通材料及び液晶表示素子に関する。
近年、液晶表示セル等の液晶表示素子の製造方法としては、タクトタイム短縮、使用液晶量の最適化といった観点から、特許文献1、特許文献2に開示されているような、シール剤を用いた滴下工法と呼ばれる液晶滴下方式が用いられている。
滴下工法では、まず、2枚の電極付き基板の一方に、ディスペンスにより枠状のシールパターンを形成する。次いで、シール剤が未硬化の状態で液晶の微小滴を基板のシール枠内に滴下し、真空下で他方の基板を重ね合わせ、シール剤の硬化を行い、液晶表示素子を作製する。現在この滴下工法が液晶表示素子の製造方法の主流となっている。
ところで、携帯電話、携帯ゲーム機等、各種液晶パネル付きモバイル機器が普及している現代において、装置の小型化は最も求められている課題である。小型化の手法として、液晶表示部の狭額縁化が挙げられ、例えば、シール部の位置をブラックマトリックス下に配置することが行われている(以下、「狭額縁設計」ともいう)。
このような狭額縁設計に伴い、液晶表示素子において、画素領域からシール剤までの距離が近くなっており、シール剤によって液晶が汚染されることによる表示むらが生じやすくなっている。特に、近年、液晶表示素子の高視野角化が進んでいるが、高視野角化した液晶表示素子に従来のシール剤を用いた場合、液晶汚染が生じやすいという問題があった。
また、タブレット端末や携帯端末の普及に伴い、液晶表示素子には高温高湿環境下での駆動等における耐湿信頼性がますます要求されており、シール剤には外部からの水の浸入を防止する性能が一層求められている。そのため、シール剤の基板等に対する接着性を向上させるとともに、シール剤の透湿防止性を向上させる必要がある。しかしながら、狭額縁設計に伴って塗布されるシール剤の線幅が細くなっており、細線化した場合でも接着性と透湿防止性との両方に優れるシール剤を得ることは困難であった。
特開2001−133794号公報 国際公開第02/092718号
本発明は、接着性、透湿防止性、及び、低液晶汚染性に優れる液晶表示素子用シール剤を提供することを目的とする。また、本発明は、該液晶表示素子用シール剤を用いてなる上下導通材料及び液晶表示素子を提供することを目的とする。
本発明は、ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又はレゾルシノールジグリシジルエーテルと、1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とを反応させ得られた1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物の全てのエポキシ基を、塩基性触媒の存在下で(メタ)アクリル酸と反応させることによって下記式(1)で表される化合物を製造する工程と、得られた式(1)で表される化合物を含む硬化性樹脂を、少なくともラジカル重合開始剤と混合する工程とを有する液晶表示素子用シール剤の製造方法である。
また、別の態様の本発明は、ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又はレゾルシノールジグリシジルエーテルと、1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とを反応させ得られた1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物の一方のエポキシ基を、塩基性触媒の存在下で(メタ)アクリル酸と反応させることによって下記式(3)で表される化合物を製造する工程と、得られた式(3)で表される化合物を含む硬化性樹脂を、少なくともラジカル重合開始剤と混合する工程とを有する液晶表示素子用シール剤の製造方法である。
Figure 0006676833
式(1)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表し、Rは、下記式(2−1)又は(2−2)で表される2価の芳香族基を表し、Rは、炭素数2以上15以下の2価の脂肪族基又はRと同一若しくは異なる2価の芳香族基を表し、nは、1以上3以下である。
Figure 0006676833
式(2−1)中、Rは、炭素数1以上4以下の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を表し、pは、0以上3以下である。式(2−2)中、qは、0以上3以下である。式(2−1)及び(2−2)中、*は、結合位置を表す。式(2−1)及び(2−2)中における芳香環は、いずれも一部又は全部の水素原子が置換されていてもよい。
Figure 0006676833
式(3)中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、Rは、下記式(4−1)又は(4−2)で表される2価の芳香族基を表し、Rは、炭素数1以上20以下の2価の脂肪族基又はRと同一若しくは異なる2価の芳香族基を表し、mは、1以上3以下である。
Figure 0006676833
式(4−1)中、Rは、炭素数1以上4以下の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を表し、pは、0以上3以下である。式(4−2)中、qは、0以上3以下である。式(4−1)及び(4−2)中、*は、結合位置を表す。式(4−1)及び(4−2)中における芳香環は、いずれも一部又は全部の水素原子が置換されていてもよい。
以下に本発明を詳述する。
以下、上記(A)水素結合性官能基価が0.0030mol/g以上であり、分子量が500以上1200以下であり、エポキシ基を有さず、1分子中に3つ以上の芳香環を有する(メタ)アクリル化合物を「本発明にかかる(メタ)アクリル化合物」ともいう。また、以下、上記(B)水素結合性官能基価が0.0030mol/g以上であり、分子量が500以上1200以下であり、1分子中に3つ以上の芳香環を有する部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂を「本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂」ともいう。
本発明者らは、硬化性樹脂として、水素結合性官能基価及び分子量がそれぞれ特定の範囲内であり、かつ、特定の構造を有する化合物を用いることにより、接着性、透湿防止性、及び、低液晶汚染性に優れる液晶表示素子用シール剤が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
また、近年、液晶表示素子の高視野角化に対応して、高極性化した液晶が用いられることが多くなっているが、本発明の液晶表示素子用シール剤は、このような高極性化した液晶に対しても低液晶汚染性に優れるものとなる。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、硬化性樹脂を含有する。
上記硬化性樹脂は、本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び/又は本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂を含む。本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び/又は本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂を含むことにより、本発明の液晶表示素子用シール剤は、接着性、透湿防止性、及び、低液晶汚染性に優れるものとなる。
なお、本明細書において上記「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味し、上記「(メタ)アクリル化合物」は、(メタ)アクロイル基を有する化合物を意味し、上記「(メタ)アクロイル」は、アクリロイル又はメタクリロイルを意味する。また、上記「部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂」は、1分子中に2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物の一部のエポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させて得られる、1分子中にエポキシ基と(メタ)アクリロイル基とをそれぞれ1つ以上有する化合物を意味する。
本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂は、水素結合性官能基価の下限が0.0030mol/gである。上記水素結合性官能基価が0.0030mol/g以上であることにより、本発明の液晶表示素子用シール剤は、高極性化した液晶に対しても低液晶汚染性に優れるものとなる。上記水素結合性官能基価の好ましい下限は0.040mol/gである。
なお、本明細書において上記「水素結合性官能基価」は、化合物1分子中の水素結合性官能基数を当該化合物の重量平均分子量で除することにより求められる値である。上記水素結合性官能基数は、分子量分布のある化合物、即ち、分子量の異なる複数の成分を含む化合物の場合は、そのうちの含有割合が最大である成分(主成分)の1分子中の水素結合性官能基数を意味する。
また、本明細書において上記「重量平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で溶媒としてテトラヒドロフランを用いて測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。GPCによってポリスチレン換算による重量平均分子量を測定する際に用いるカラムとしては、例えば、Shodex LF−804(昭和電工社製)等が挙げられる。
上記水素結合性官能基としては、例えば、水酸基、アミノ基、カルボキシ基、チオール基等が挙げられる。なかでも、水酸基が好ましい。
本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂は、分子量の下限が500、上限が1200である。上記分子量が500以上であることにより、本発明の液晶表示素子用シール剤は、低液晶汚染性に優れるものとなる。上記分子量が1200以下であることにより、本発明の液晶表示素子用シール剤は、塗布性に優れるものとなる。上記分子量の好ましい下限は600、好ましい上限は1100である。
なお、本明細書において上記「分子量」は、分子構造が特定される化合物については、構造式から求められる分子量であるが、重合度の分布が広い化合物及び変性部位が不特定な化合物については、重量平均分子量を用いて表す場合がある。
本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂は、1分子中に3つ以上の芳香環を有する。1分子中に3つ以上の芳香環を有する本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び/又は本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂を用いることにより、本発明の液晶表示素子用シール剤は、細線化して塗布される場合であっても透湿防止性に優れるものとなる。また、分子量を上述した範囲とする観点から、本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂は、1分子中に10以下の芳香環を有することが好ましい。
上記芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられる。なかでも、ベンゼン環が好ましい。
また、本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂は、1分子中に3つ以上の共役六員環を有することが好ましい。例えば、ベンゼン環は共役六員環1つと数え、ナフタレン環は共役六員環が2つ、アントラセン環は共役六員環が3つと数える。
なお、1分子中の芳香環や共役六員環の数は、分子量分布のある化合物、即ち、分子量の異なる複数の成分を含む化合物の場合は、そのうちの含有割合が最大である成分(主成分)の1分子中の芳香環や共役六員環の数を意味する。
本発明にかかる(メタ)アクリル化合物としては、具体的には、上記式(1)で表される化合物が好ましい。
上記式(1)で表される化合物は、以下の方法により好適に製造することができる。
即ち、まず、ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又はレゾルシノールジグリシジルエーテルと、1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とを反応させ、1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物を得る。次いで、得られた1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物の全てのエポキシ基を、常法に従って塩基性触媒の存在下で(メタ)アクリル酸と反応させることにより、上記式(1)で表される化合物を得ることができる。
上記式(1)におけるRをRと異なる2価の芳香族基とするには、上記ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又は上記レゾルシノールジグリシジルエーテルと、上記1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とについて、それぞれ異なる2価の芳香族基を有するものを用いればよい。
なお、(メタ)アクリル酸と上記ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又は上記レゾルシノールジグリシジルエーテルとの縮合反応により得られる化合物を用いた場合、副生成物の存在により水素結合性官能基価を0.030mol/g以上とすることが困難となる。そのため、このような化合物を用いている市販のエポキシ(メタ)アクリレートは、本発明にかかる(メタ)アクリル化合物とはならない。
上記ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテルとしては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールBジグリシジルエーテル、ビスフェノールEジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル等が挙げられる。
1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールB、ビスフェノールE、ビスフェノールF、レゾルシノール、カテコール、ヒドロキノン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル等が挙げられる。
本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂としては、具体的には、上記式(3)で表される化合物が好ましい。
上記式(3)で表される化合物は、以下の方法により好適に製造することができる。
即ち、上記ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又は上記レゾルシノールジグリシジルエーテルと、上記1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とを反応させ、1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物を得る。得られた1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物の一方のエポキシ基を、常法に従って塩基性触媒の存在下で(メタ)アクリル酸と反応させることにより、上記式(3)で表される化合物を得ることができる。
上記式(3)におけるRをRと異なる2価の芳香族基とするには、上記ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又は上記レゾルシノールジグリシジルエーテルと、上記1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とについて、それぞれ異なる2価の芳香族基を有するものを用いればよい。
なお、(メタ)アクリル酸と上記ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又は上記レゾルシノールジグリシジルエーテルとの縮合反応により得られる化合物を用いた場合、副生成物の存在により水素結合性官能基価を0.030mol/g以上とすることが困難となる。そのため、このような化合物を用いている市販の部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂は、本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂とはならない。
上記硬化性樹脂は、本発明の目的を阻害しない範囲で、本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び/又は本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂に加えて、その他の硬化性樹脂を含有してもよい。
上記その他の硬化性樹脂を含有する場合、上記硬化性樹脂100重量部中における上記式(1)で表される本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び/又は本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂の含有量の好ましい下限は5重量部、好ましい上限は80重量部である。本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び/又は本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂の含有量がこの範囲であることにより、得られる液晶表示素子用シール剤が接着性、透湿防止性、及び、低液晶汚染性により優れるものとなる。本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び/又は本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂の含有量のより好ましい下限は10重量部、より好ましい上限は50重量部である。
上記その他の硬化性樹脂としては、本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂以外のエポキシ基を有する化合物(以下、「その他のエポキシ化合物」ともいう)が好適に用いられる。
上記その他のエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スルフィド型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンフェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、アルキルポリオール型エポキシ樹脂、ゴム変性型エポキシ樹脂、グリシジルエステル化合物等が挙げられる。
また、上記その他のエポキシ化合物としては、本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂以外のその他の部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂として、これらのエポキシ化合物の一部のエポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させることにより得られる化合物を用いることもできる。
上記硬化性樹脂は、また、上記その他の硬化性樹脂として、本発明にかかる(メタ)アクリル化合物及び本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂以外のその他の(メタ)アクリル化合物を含んでもよい。
上記その他の(メタ)アクリル化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル化合物、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。なかでも、エポキシ(メタ)アクリレートが好ましい。また、上記その他の(メタ)アクリル化合物は、反応性の観点から分子中に(メタ)アクリロイル基を2個以上有するものが好ましい。
なお、本明細書において上記「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを意味し、上記「エポキシ(メタ)アクリレート」とは、エポキシ化合物中の全てのエポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させた化合物のことを表す。
上記(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち単官能のものとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ビシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、イミド(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチル2−ヒドロキシプロピルフタレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち2官能のものとしては、例えば、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタジエニルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート、カーボネートジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエーテルジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエステルジオールジ(メタ)アクリレート、ポリカプロラクトンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリブタジエンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち3官能以上のものとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記エポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、上述したその他のエポキシ化合物と(メタ)アクリル酸とを、常法に従って塩基性触媒の存在下で反応させることにより得られるもの等が挙げられる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、イソシアネート化合物に対して水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を、触媒量のスズ系化合物存在下で反応させることによって得ることができる。
上記イソシアネート化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、水添MDI、ポリメリックMDI、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水添XDI、リジンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオフォスフェート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート等が挙げられる。
また、上記イソシアネート化合物としては、ポリオールと過剰のイソシアネート化合物との反応により得られる鎖延長されたイソシアネート化合物も使用することができる。
上記ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、カーボネートジオール、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカプロラクトンジオール等が挙げられる。
上記水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体としては、例えば、ヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレート、二価のアルコールのモノ(メタ)アクリレート、三価のアルコールのモノ(メタ)アクリレート又はジ(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記ヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記二価のアルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
上記三価のアルコールとしては、例えば、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン等が挙げられる。
上記エポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ビスフェノールA型エポキシアクリレート等が挙げられる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートのうち市販されているものとしては、例えば、東亞合成社製のウレタン(メタ)アクリレート、ダイセル・オルネクス社製のウレタン(メタ)アクリレート、根上工業社製のウレタン(メタ)アクリレート、新中村化学工業社製のウレタン(メタ)アクリレート、共栄社化学社製のウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記東亞合成社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、M−1100、M−1200、M−1210、M−1600等が挙げられる。
上記ダイセル・オルネクス社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、EBECRYL210、EBECRYL220、EBECRYL230、EBECRYL270、EBECRYL1290、EBECRYL2220、EBECRYL4827、EBECRYL4842、EBECRYL4858、EBECRYL5129、EBECRYL6700、EBECRYL8402、EBECRYL8803、EBECRYL8804、EBECRYL8807、EBECRYL9260等が挙げられる。
上記根上工業社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、アートレジンUN−330、アートレジンSH−500B、アートレジンUN−1200TPK、アートレジンUN−1255、アートレジンUN−3320HB、アートレジンUN−7100、アートレジンUN−9000A、アートレジンUN−9000H等が挙げられる。
上記新中村化学工業社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、U−2HA、U−2PHA、U−3HA、U−4HA、U−6H、U−6HA、U−6LPA、U−10H、U−15HA、U−108、U−108A、U−122A、U−122P、U−324A、U−340A、U−340P、U−1084A、U−2061BA、UA−340P、UA−4000、UA−4100、UA−4200、UA−4400、UA−5201P、UA−7100、UA−7200、UA−W2A等が挙げられる。
上記共栄社化学社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、AH−600、AI−600、AT−600、UA−101I、UA−101T、UA−306H、UA−306I、UA−306T等が挙げられる。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、ラジカル重合開始剤を含有する。
上記ラジカル重合開始剤としては、光照射によりラジカルを発生する光ラジカル重合開始剤、加熱によりラジカルを発生する熱ラジカル重合開始剤等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、アシルフォスフィンオキサイド系化合物、チタノセン系化合物、オキシムエステル系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、チオキサントン等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤としては、具体的には例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−1−ブタノン、2−(ジメチルアミノ)−2−((4−メチルフェニル)メチル)−1−(4−(4−モルホリニル)フェニル)−1−ブタノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、1−(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、1−(4−(フェニルチオ)フェニル)−1,2−オクタンジオン2−(O−ベンゾイルオキシム)、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、アゾ化合物や有機過酸化物等で構成されるものが挙げられる。なかでも、液晶汚染を抑制する観点から、アゾ化合物で構成される開始剤(以下、「アゾ開始剤」ともいう)が好ましく、高分子アゾ化合物で構成される開始剤(以下、「高分子アゾ開始剤」ともいう)がより好ましい。
上記熱ラジカル重合開始剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
なお、本明細書において上記「高分子アゾ化合物」とは、アゾ基を有し、熱によって(メタ)アクリロイル基を硬化させることができるラジカルを生成する、数平均分子量が300以上の化合物を意味する。
上記高分子アゾ化合物の数平均分子量の好ましい下限は1000、好ましい上限は30万である。上記高分子アゾ化合物の数平均分子量がこの範囲であることにより、液晶への悪影響を防止しつつ、硬化性樹脂へ容易に混合することができる。上記高分子アゾ化合物の数平均分子量のより好ましい下限は5000、より好ましい上限は10万であり、更に好ましい下限は1万、更に好ましい上限は9万である。
なお、本明細書において、上記数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で溶媒としてテトラヒドロフランを用いて測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。GPCによってポリスチレン換算による数平均分子量を測定する際のカラムとしては、例えば、Shodex LF−804(昭和電工社製)等が挙げられる。
上記高分子アゾ化合物としては、例えば、アゾ基を介してポリアルキレンオキサイドやポリジメチルシロキサン等のユニットが複数結合した構造を有するものが挙げられる。
上記アゾ基を介してポリアルキレンオキサイド等のユニットが複数結合した構造を有する高分子アゾ化合物としては、ポリエチレンオキサイド構造を有するものが好ましい。
上記高分子アゾ化合物としては、具体的には例えば、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)とポリアルキレングリコールの重縮合物や、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)と末端アミノ基を有するポリジメチルシロキサンの重縮合物等が挙げられる。
上記高分子アゾ開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、VPE−0201、VPE−0401、VPE−0601、VPS−0501、VPS−1001(いずれも富士フイルム和光純薬社製)等が挙げられる。
また、高分子ではないアゾ開始剤としては、例えば、V−65、V−501(いずれも富士フイルム和光純薬社製)等が挙げられる。
上記有機過酸化物としては、例えば、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート等が挙げられる。
上記ラジカル重合開始剤の含有量は、上記硬化性樹脂100重量部に対して、好ましい下限が0.01重量部、好ましい上限が10重量部である。上記ラジカル重合開始剤の含有量がこの範囲であることにより、得られる液晶表示素子用シール剤が液晶汚染を抑制しつつ、保存安定性や硬化性により優れるものとなる。上記ラジカル重合開始剤の含有量のより好ましい下限は0.1重量部、より好ましい上限は5重量部である。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、熱硬化剤を含有してもよい。
上記熱硬化剤としては、例えば、有機酸ヒドラジド、イミダゾール誘導体、アミン化合物、多価フェノール系化合物、酸無水物等が挙げられる。なかでも、有機酸ヒドラジドが好適に用いられる。
上記熱硬化剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記有機酸ヒドラジドとしては、例えば、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド等が挙げられる。
上記有機酸ヒドラジドのうち市販されているものとしては、例えば、大塚化学社製の有機酸ヒドラジド、味の素ファインテクノ社製の有機酸ヒドラジド、日本ファインケム社製の有機酸ヒドラジド等が挙げられる。
上記大塚化学社製の有機酸ヒドラジドとしては、例えば、SDH、ADH等が挙げられる。
上記味の素ファインテクノ社製の有機酸ヒドラジドとしては、例えば、アミキュアVDH、アミキュアVDH−J、アミキュアUDH、アミキュアUDH−J等が挙げられる。
日本ファインケム社製の有機酸ヒドラジドとしては、例えば、MDH等が挙げられる。
上記熱硬化剤の含有量は、上記硬化性樹脂100重量部に対して、好ましい下限が1重量部、好ましい上限が50重量部である。上記熱硬化剤の含有量がこの範囲であることにより、得られる液晶表示素子用シール剤の塗布性や保存安定性等を悪化させることなく、熱硬化性により優れるものとすることができる。上記熱硬化剤の含有量のより好ましい上限は30重量部である。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、粘度の向上、応力分散効果による更なる接着性の向上、線膨張率の改善、硬化物の耐湿性の向上等を目的として充填剤を含有することが好ましい。
上記充填剤としては、無機充填剤や有機充填剤を用いることができる。
上記無機充填剤としては、例えば、シリカ、タルク、ガラスビーズ、石綿、石膏、珪藻土、スメクタイト、ベントナイト、モンモリロナイト、セリサイト、活性白土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、硫酸バリウム、珪酸カルシウム等が挙げられる。
上記有機充填剤としては、例えば、ポリエステル微粒子、ポリウレタン微粒子、ビニル重合体微粒子、アクリル重合体微粒子等が挙げられる。
上記充填剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
本発明の液晶表示素子用シール剤100重量部中における上記充填剤の含有量の好ましい下限は10重量部、好ましい上限は70重量部である。上記充填剤の含有量がこの範囲であることにより、塗布性等を悪化させることなく、接着性の改善等の効果により優れるものとなる。上記充填剤の含有量のより好ましい下限は20重量部、より好ましい上限は60重量部である。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、シランカップリング剤を含有してもよい。上記シランカップリング剤は、主にシール剤と基板等とを良好に接着するための接着助剤としての役割を有する。
上記シランカップリング剤としては、例えば、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等が好適に用いられる。これらは、基板等との接着性を向上させる効果に優れ、硬化性樹脂と化学結合することにより液晶中への硬化性樹脂の流出を抑制することができる。
上記シランカップリング剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
本発明の液晶表示素子用シール剤100重量部中における上記シランカップリング剤の含有量の好ましい下限は0.1重量部、好ましい上限は10重量部である。上記シランカップリング剤の含有量がこの範囲であることにより、液晶汚染の発生を抑制しつつ、接着性を向上させる効果により優れるものとなる。上記シランカップリング剤の含有量のより好ましい下限は0.3重量部、より好ましい上限は5重量部である。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、遮光剤を含有してもよい。上記遮光剤を含有することにより、本発明の液晶表示素子用シール剤は、遮光シール剤として好適に用いることができる。
上記遮光剤としては、例えば、酸化鉄、チタンブラック、アニリンブラック、シアニンブラック、フラーレン、カーボンブラック、樹脂被覆型カーボンブラック等が挙げられる。なかでも、チタンブラックが好ましい。
上記チタンブラックは、波長300nm以上800nm以下の光に対する平均透過率と比較して、紫外線領域付近、特に波長370nm以上450nm以下の光に対する透過率が高くなる物質である。即ち、上記チタンブラックは、可視光領域の波長の光を充分に遮蔽することで本発明の液晶表示素子用シール剤に遮光性を付与する一方、紫外線領域付近の波長の光は透過させる性質を有する遮光剤である。従って、上記光ラジカル重合開始剤として、上記チタンブラックの透過率の高くなる波長(370nm以上450nm以下)の光によって反応を開始可能なものを用いることで、本発明の液晶表示素子用シール剤の光硬化性をより増大させることができる。また一方で、本発明の液晶表示素子用シール剤に含有される遮光剤としては、絶縁性の高い物質が好ましく、絶縁性の高い遮光剤としてもチタンブラックが好適である。
上記チタンブラックは、1μmあたりの光学濃度(OD値)が、3以上であることが好ましく、4以上であることがより好ましい。上記チタンブラックの遮光性は高ければ高いほどよく、上記チタンブラックのOD値に好ましい上限は特にないが、通常は5以下となる。
上記チタンブラックは、表面処理されていないものでも充分な効果を発揮するが、表面がカップリング剤等の有機成分で処理されているものや、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム等の無機成分で被覆されているもの等、表面処理されたチタンブラックを用いることもできる。なかでも、有機成分で処理されているものは、より絶縁性を向上できる点で好ましい。
また、遮光剤として上記チタンブラックを配合した本発明の液晶表示素子用シール剤を用いて製造した液晶表示素子は、充分な遮光性を有するため、光の漏れ出しがなく高いコントラストを有し、優れた画像表示品質を有する液晶表示素子を実現することができる。
上記チタンブラックのうち市販されているものとしては、例えば、三菱マテリアル社製のチタンブラック、赤穂化成社製のチタンブラック等が挙げられる。
上記三菱マテリアル社製のチタンブラックとしては、例えば、12S、13M、13M−C、13R−N、14M−C等が挙げられる。
上記赤穂化成社製のチタンブラックとしては、例えば、ティラックD等が挙げられる。
上記チタンブラックの比表面積の好ましい下限は13m/g、好ましい上限は30m/gであり、より好ましい下限は15m/g、より好ましい上限は25m/gである。
また、上記チタンブラックの体積抵抗の好ましい下限は0.5Ω・cm、好ましい上限は3Ω・cmであり、より好ましい下限は1Ω・cm、より好ましい上限は2.5Ω・cmである。
上記遮光剤の一次粒子径は、液晶表示素子の基板間の距離以下であれば特に限定されないが、好ましい下限は1nm、好ましい上限は5000nmである。上記遮光剤の一次粒子径がこの範囲であることにより、得られる液晶表示素子用シール剤の塗布性等を悪化させることなく遮光性により優れるものとすることができる。上記遮光剤の一次粒子径のより好ましい下限は5nm、より好ましい上限は200nm、更に好ましい下限は10nm、更に好ましい上限は100nmである。
なお、上記遮光剤の一次粒子径は、NICOMP 380ZLS(PARTICLE SIZING SYSTEMS社製)を用いて、上記遮光剤を溶媒(水、有機溶媒等)に分散させて測定することができる。
本発明の液晶表示素子用シール剤100重量部中における上記遮光剤の含有量の好ましい下限は5重量部、好ましい上限は80重量部である。上記遮光剤の含有量がこの範囲であることにより、得られる液晶表示素子用シール剤の接着性、硬化後の強度、及び、描画性を大きく低下させることなく、より優れた遮光性を発揮することができる。上記遮光剤の含有量のより好ましい下限は10重量部、より好ましい上限は70重量部であり、更に好ましい下限は30重量部、更に好ましい上限は60重量部である。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、更に、必要に応じて、応力緩和剤、反応性希釈剤、揺変剤、スペーサー、硬化促進剤、消泡剤、レベリング剤、重合禁止剤等の添加剤を含有してもよい。
本発明の液晶表示素子用シール剤を製造する方法としては、例えば、ホモディスパー、ホモミキサー、万能ミキサー、プラネタリーミキサー、ニーダー、3本ロール等の混合機を用いて、硬化性樹脂と、ラジカル重合開始剤と、必要に応じて添加するシランカップリング剤等の添加剤とを混合する方法等が挙げられる。
本発明の液晶表示素子用シール剤に、導電性微粒子を配合することにより、上下導通材料を製造することができる。本発明の液晶表示素子用シール剤と導電性微粒子とを含有する上下導通材料もまた、本発明の1つである。
上記導電性微粒子としては、金属ボール、樹脂微粒子の表面に導電金属層を形成したもの等を用いることができる。なかでも、樹脂微粒子の表面に導電金属層を形成したものは、樹脂微粒子の優れた弾性により、透明基板等を損傷することなく導電接続が可能であることから好適である。
本発明の液晶表示素子用シール剤又は本発明の上下導通材料を用いてなる液晶表示素子もまた、本発明の1つである。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、本発明の液晶表示素子が高極性化した液晶を用いてなるものである場合であっても、低液晶汚染性に優れるものとなる。
上記高極性化した液晶としては、具体的には例えば、極性基を有する液晶分子を用いたもの等が挙げられる
上記極性基としては、例えば、フルオロ基、クロロ基、シアノ基等が挙げられる。
また、本発明の液晶表示素子としては、狭額縁設計の液晶表示素子が好ましい。具体的には、液晶表示部の周囲の枠部分の幅が2mm以下であることが好ましい。
更に、本発明の液晶表示素子を製造する際の本発明の液晶表示素子用シール剤の塗布幅は1mm以下であることが好ましい。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、液晶滴下工法による液晶表示素子の製造に好適に用いることができる。液晶滴下工法によって本発明の液晶表示素子を製造する方法としては、例えば、以下の方法等が挙げられる。
まず、基板に本発明の液晶表示素子用シール剤をスクリーン印刷、ディスペンサー塗布等により塗布し、枠状のシールパターンを形成する工程を行う。次いで、本発明の液晶表示素子用シール剤等が未硬化の状態で液晶の微小滴をシールパターンの枠内全面に滴下塗布し、すぐに別の基板を重ね合わせる工程を行う。その後、シールパターン部分に紫外線等の光を照射してシール剤を光硬化させる工程を行う方法により、液晶表示素子を得ることができる。また、シール剤を光硬化させる工程に加えてシール剤を加熱して硬化させる工程を行ってもよい。
本発明によれば、接着性、透湿防止性、及び、低液晶汚染性に優れる液晶表示素子用シール剤を提供することができる。また、本発明によれば、該液晶表示素子用シール剤を用いてなる上下導通材料及び液晶表示素子を提供することができる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
(硬化性樹脂A)
反応フラスコに、ビスフェノールFジグリシジルエーテル(三菱ケミカル社製、「EXA−830CRP」)780重量部と、ビスフェノールF250重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間撹拌して反応させた。得られた溶液にアクリル酸216重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Aを得た。
H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Aは、上記式(1)で表される化合物(Rは水素原子、R及びRは式(2−1)で表される基(Rはメチレン基、pは0)、nは1)を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Aの重量平均分子量は1100、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0036mol/gであった。
(硬化性樹脂B)
反応フラスコに、レゾルシノールジグリシジルエーテル550重量部と、レゾルシノール(東京化成工業社製)136重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間撹拌して反応させた。得られた溶液にアクリル酸216重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Bを得た。
H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Bは、上記式(1)で表される化合物(Rは水素原子、R及びRは式(2−2)で表される基(qは0)、nは1)を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Bの重量平均分子量は700、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0057mol/gであった。
(硬化性樹脂C)
反応フラスコに、ビスフェノールFジグリシジルエーテル780重量部と、レゾルシノール136重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間撹拌して反応させた。得られた溶液にアクリル酸216重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Cを得た。
H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Cは、上記式(1)で表される化合物(Rは水素原子、Rは式(2−1)で表される基(Rはメチレン基、pは0)、Rは式(2−2)で表される基(qは0)、nは1)を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Cの重量平均分子量は1100、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0036mol/gであった。
(硬化性樹脂D)
反応フラスコに、ビスフェノールFジグリシジルエーテル780重量部と、ビスフェノールF250重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間撹拌して反応させた。得られた溶液にアクリル酸90重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Dを得た。
H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Dは、上記式(3)で表される化合物(Rは水素原子、R及びRは式(4−1)で表される基(Rはメチレン基、pは0)、mは1)を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Dの重量平均分子量は900、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0033mol/gであった。
(硬化性樹脂E)
反応フラスコに、ビスフェノールFジグリシジルエーテル780重量部と、レゾルシノール136重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間撹拌して反応させた。得られた溶液にアクリル酸90重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Eを得た。
H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Eは、上記式(3)で表される化合物(Rは水素原子、Rは式(4−1)で表される基(Rはメチレン基、pは0)、Rは式(4−2)で表される基(qは0)、mは1)を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Eの重量平均分子量は800、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0038mol/gであった。
(硬化性樹脂F)
硬化性樹脂Fとして、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(日立化成社製、「ファンクリルFA−321M」、1分子中の芳香環数2、重量平均分子量900、水素結合性官能基なし)を用いた。
(硬化性樹脂G)
反応フラスコに、レゾルシノールジグリシジルエーテル550重量部、アクリル酸216重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Gを得た。
H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Gは、上記式(1)における、Rが水素原子、Rが式(2−2)で表される基(qは0)、nが0であるものに相当する化合物を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Gの重量平均分子量は400、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0050mol/gであった。
(硬化性樹脂H)
反応フラスコに、ビスフェノールFジグリシジルエーテル780重量部と、アクリル酸216重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Hを得た。
H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Hは、上記式(3)における、Rが水素原子、Rが式(4−1)で表される基(Rはメチレン基、pは0)、mが0であるものに相当する化合物を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Hの重量平均分子量400、水素結合性官能基(水酸基)価0.0025mol/g)を得た。
(硬化性樹脂I)
反応フラスコに、4,4’−ビス(グリシジルオキシ)ビフェニル745重量部と、4,4’−ジヒドロキシビフェニル233重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Iを得た。
H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Iは、下記式(5)で表される化合物を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Iの重量平均分子量は800、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0025mol/gであった。
Figure 0006676833
(硬化性樹脂J)
反応フラスコに、レゾルシノールジグリシジルエーテル550重量部と、1,6−ヘキサンジオール148重量部と、溶媒としてメチルイソブチルケトン250重量部と、触媒としてトリフェニルホスフィン0.5重量部とを加え、マントルヒーターを用いて120℃で8時間攪拌して反応させた。得られた溶液にアクリル酸216重量部と、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部とを加え、90℃で5時間撹拌して反応させた。得られた反応物をカラムで濾過することにより、硬化性樹脂Jを得た。
H−NMR及び13C−NMRにより、硬化性樹脂Jは、上記式(1)で表される化合物(Rは水素原子、Rは式(2−2)で表される基(qは0)、Rはヘキサメチレン基、nは1)を主成分として含むことを確認した。得られた硬化性樹脂Jの重量平均分子量は800、水素結合性官能基(水酸基)価は0.0050mol/gであった。
(実施例1〜5、比較例1〜5)
表1に記載された配合比に従い、各材料を、遊星式撹拌装置(シンキー社製、「あわとり練太郎」)にて撹拌した後、セラミック3本ロールにて均一に混合して実施例1〜5、比較例1〜5の液晶表示素子用シール剤を得た。
<評価>
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤について以下の評価を行った。結果を表1に示した。
(接着性)
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤100重量部に対して平均粒子径5μmのスペーサー粒子(積水化学工業社製、「ミクロパールSP−2050」)1重量部を遊星式撹拌装置によって均一に分散させた。スペーサー粒子を分散させたシール剤の極微量をガラス基板(20mm×50mm×厚さ0.7mm)の中央部に取り、同型のガラス基板をその上に重ね合わせた。液晶表示素子用シール剤を押し広げ、メタルハライドランプを用いて3000mJ/cmの紫外線を照射した後、120℃で1時間加熱してシール剤を硬化させ、接着試験片を得た。
得られた接着試験片について、テンションゲージを用いて接着強度を測定した。接着強度が3.5kg/cm以上であった場合を「◎」、3.0kg/cm以上3.5kg/cm未満であった場合を「○」、2.5kg/cm以上3.0kg/cm未満であった場合を「△」、接着強度が2.5kg/cm未満であった場合を「×」として接着性を評価した。
(透湿防止性)
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤を、平滑な離型フィルム上にコーターを用いて厚さ200〜300μmとなるように塗布した。次いで、メタルハライドランプを用いて3000mJ/cmの紫外線を照射した後、120℃で1時間加熱してシール剤を硬化させ、透湿度測定用フィルムを得た。JIS Z 0208の防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)に準じた方法で透湿度試験用カップを作製し、得られた透湿度測定用フィルムを取り付け、80℃、90%RHの恒温恒湿オーブンに投入して透湿度を測定した。得られた透湿度の値が、60g/m・24hr未満であった場合を「○」、61g/m・24hr以上80g/m・24hr未満であった場合を「△」、81g/m・24hr以上であった場合を「×」として透湿防止性を評価した。
(低液晶汚染性)
2枚のラビング済み配向膜及び透明電極付き基板の一方に、実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤を正方形の枠を描くようにディスペンサーで塗布してシールパターンを形成した。形成したシールパターンの内側に液晶表示素子用シール剤を点打ちした。
続いて、極性基としてシアノ基を有する液晶分子を含む液晶(東京化成工業社製、「4−ペンチル−4−ビフェニルカルボニトリル」)の微小滴を透明電極付き基板のシール剤の枠内全面に滴下塗布し、真空中にてもう一方の基板を重ね合わせた。真空を解除した後、外枠シール部分にメタルハライドランプを用いて3000mJ/cmの紫外線を照射した。この時、点打ちした液晶表示素子用シール剤には紫外線が照射されないようにマスクをした。その後、120℃で1時間加熱して液晶表示素子用シール剤を硬化させることにより、液晶表示素子を得た。
得られた液晶表示素子について、点打ちしたシール剤周辺のむらにより液晶汚染性を判断した。むらが全くなかった場合を「◎」、むらがかすかにあった場合を「○」、むらが少しあった場合を「△」、むらがかなりあった場合を「×」として低液晶汚染性を評価した。
Figure 0006676833
本発明によれば、接着性、透湿防止性、及び、低液晶汚染性に優れる液晶表示素子用シール剤を提供することができる。また、本発明によれば、該液晶表示素子用シール剤を用いてなる上下導通材料及び液晶表示素子を提供することができる。

Claims (2)

  1. ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又はレゾルシノールジグリシジルエーテルと、1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とを反応させ得られた1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物の全てのエポキシ基を、塩基性触媒の存在下で(メタ)アクリル酸と反応させることによって下記式(1)で表される化合物を製造する工程と、
    得られた式(1)で表される化合物を含む硬化性樹脂を、少なくともラジカル重合開始剤と混合する工程とを有する
    ことを特徴とする液晶表示素子用シール剤の製造方法。
    Figure 0006676833
    式(1)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表し、Rは、下記式(2−1)又は(2−2)で表される2価の芳香族基を表し、Rは、炭素数2以上15以下の2価の脂肪族基又はRと同一若しくは異なる2価の芳香族基を表し、nは、1以上3以下である。
    Figure 0006676833
    式(2−1)中、Rは、炭素数1以上4以下の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を表し、pは、0以上3以下である。式(2−2)中、qは、0以上3以下である。式(2−1)及び(2−2)中、*は、結合位置を表す。式(2−1)及び(2−2)中における芳香環は、いずれも一部又は全部の水素原子が置換されていてもよい。
  2. ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル又はレゾルシノールジグリシジルエーテルと、1分子中に2つの芳香族性水酸基を有する化合物とを反応させ得られた1分子中に3つ以上の芳香環を有するジエポキシ化合物の一方のエポキシ基を、塩基性触媒の存在下で(メタ)アクリル酸と反応させることによって下記式(3)で表される化合物を製造する工程と、
    得られた式(3)で表される化合物を含む硬化性樹脂を、少なくともラジカル重合開始剤と混合する工程とを有する
    ことを特徴とする液晶表示素子用シール剤の製造方法。
    Figure 0006676833
    式(3)中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、Rは、下記式(4−1)又は(4−2)で表される2価の芳香族基を表し、Rは、炭素数1以上20以下の2価の脂肪族基又はRと同一若しくは異なる2価の芳香族基を表し、mは、1以上3以下である。
    Figure 0006676833
    式(4−1)中、Rは、炭素数1以上4以下の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を表し、pは、0以上3以下である。式(4−2)中、qは、0以上3以下である。式(4−1)及び(4−2)中、*は、結合位置を表す。式(4−1)及び(4−2)中における芳香環は、いずれも一部又は全部の水素原子が置換されていてもよい。
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